Caractéristiques générales de la nuance AISI / SAE 4130

La nuance AISI ou SAE 4130 est un acier faiblement allié contenant du chrome et du molybdène comme agents de renforcement. L’acier a une bonne résistance et ténacité, soudabilité et usinabilité.La catégorie AISI / SAE 4130 est un alliage polyvalent avec une bonne résistance à la corrosion atmosphérique et une résistance raisonnable. Il montre de bonnes combinaisons globales de résistance et de ténacité. et force de fatigue.

Applications

Cet acier faiblement allié trouve de nombreuses applications en tant que pièces forgées dans les industries aérospatiale et pétrolière et gazière – en tant que corps de vannes et pompes forgés –, ainsi que dans les industries de l’automobile, de l’agriculture et de la défense.

Forgeage

L’acier de type 4130 doit être forgé entre 2250 et 1750 º F (1230 et 950 º C.) Plus la température de finition du forgeage est basse, plus la taille du grain sera fine. Si l’alliage est forgé à une température trop basse, il existe un risque de formation d’une structure non uniforme dans certaines zones de la pièce forgée, nécessitant un traitement de normalisation – avant un traitement thermique ultérieur – après le forgeage.

Traitement thermique

Un traitement thermique après forgeage est effectué pour rendre l’acier apte à l’usinage et pour respecter les limites de propriétés mécaniques spécifiées pour les applications particulières de l’acier. Il existe plusieurs façons de traiter thermiquement une pièce en acier donnée et ce n’est que par la pratique que la température et les conditions optimales peuvent être définies. Les informations suivantes ne doivent être prises qu’à titre indicatif.

Recuit

Le recuit de 4130 pièces forgées peut être effectué en transférant la pièce directement de l’opération de forgeage dans un four maintenu à une température appropriée, autour de 1575 º F (860 º C) pour le recuit, en maintenant pendant un temps approprié puis en refroidissant le four. On peut ainsi obtenir une structure adaptée à l’usinage. Ce traitement est mieux utilisé pour les pièces de formes simples. Si le forgeage est tel que certaines sections (du forgeage) finiront beaucoup plus froides que d’autres, une structure uniforme ne sera pas obtenue et pour de meilleurs résultats, un recuit de sphéroïdisation à environ 1380 º F (750 º C) peut être utilisé. Il est sûr de dire que l’expérience seule décidera du meilleur type de traitement de recuit à utiliser avant l’usinage.

Normalisation

Ce procédé est défini comme le chauffage d’un acier à une température supérieure à la température de transformation de la ferrite en austénite, puis le refroidissement à l’air à une température bien inférieure à cette température de transformation. Le traitement peut être effectué sur des produits forgés ou laminés en tant que traitement de conditionnement avant le traitement thermique final. La normalisation sert également à affiner la structure des pièces forgées qui auraient pu refroidir de manière non uniforme à partir de leur opération de forgeage. La température de normalisation nominale pour le grade 4130 est de 1650 º F (900 º C), mais l’expérience de production peut nécessiter une température de 50 º F (10 º C) supérieure ou inférieure à ce chiffre. En fait, lorsque les pièces forgées sont normalisées avant, par exemple, la cémentation ou le durcissement et le revenu, la plage supérieure des températures de normalisation est utilisée. Lorsque la normalisation est le traitement thermique final, la plage de température inférieure est utilisée.

Durcissement

Ce traitement thermique entraîne la formation de martensite après trempe, donc une grande augmentation de la dureté et de la résistance à la traction, ainsi qu’une certaine fragilité. L’acier doit être austénitisé – c’est–à-dire tous les micro-constituants transformés en austénite – à une température comprise entre 815 et 870 º C (1500 et 1600 º F). La température d’austénitisation réelle est fonction de la composition chimique dans la plage d’analyse, de la taille de la section et de la méthode de refroidissement. Des sections plus petites de 4130 pourraient être trempées dans l’huile, des sections plus lourdes dans l’eau.

Revenu

Le revenu est effectué pour soulager les contraintes du processus de durcissement, mais principalement pour obtenir les propriétés mécaniques requises pour l’application finale. La température de revenu réelle sera choisie pour répondre aux propriétés requises et, dans de nombreux cas, sera une question d’essais et d’erreurs.

Usinabilité

L’alliage est facilement usinable. Des formes simples peuvent être usinées après un traitement de normalisation, alors que des formes plus complexes nécessiteront un recuit. Pour une usinabilité optimale, une structure perlitique grossière avec un minimum de ferrite est normalement recommandée.

La soudabilité de 4130 est bonne et l’alliage peut être soudé par n’importe quelle méthode commerciale.

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